JP5292020B2 - Liquid crystal display element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示素子(liquid crystal display;LCD)に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display (LCD).
車載用の情報表示装置として、外観上の高級感を意図した背景表示部や、暗表示部の表示輝度が非常に低い表示装置が求められている。 As an in-vehicle information display device, there is a demand for a display device with a very low background luminance of a background display unit and a dark display unit intended for a high-grade appearance.
従来広く使用されていた蛍光表示管ディスプレイは、ディスプレイに用いられているガラス基板が厚く、重量が大きいという欠点があり、更に駆動用の電源が特殊であるという問題もあった。 Fluorescent display tube displays that have been widely used in the past have the disadvantages that the glass substrate used in the display is thick and heavy, and that the power source for driving is special.
表示装置の重量が小さく、車載電源を駆動用の電源として利用可能なデバイスとして、液晶表示装置があげられる。しかし従来の液晶表示装置は、正面観察時、及び左右観察時におけるコントラストが十分ではなかった。 A liquid crystal display device is an example of a device that has a small display device weight and can use an in-vehicle power source as a driving power source. However, the conventional liquid crystal display device does not have sufficient contrast when viewed from the front and from the left and right.
なお、本明細書において、液晶表示装置とは、情報表示を行う液晶表示素子と、発光光源を備えるバックライト、そしてそれらの動作制御を行う駆動回路、及び制御回路から構成される表示装置をいう。 Note that in this specification, a liquid crystal display device refers to a display device including a liquid crystal display element that performs information display, a backlight that includes a light emitting light source, a drive circuit that performs operation control thereof, and a control circuit. .
近年、バックライトの光源に無機LEDを用いて、発光波長をほぼ単波長化することにより、その波長でのコントラストを飛躍的に改善するノーマリブラック型液晶表示素子が開発され、車載用情報表示装置として利用されている。 In recent years, a normally black liquid crystal display element has been developed that uses an inorganic LED as the light source of the backlight to substantially improve the contrast at that wavelength by making the light emission wavelength almost monochromatic. It is used as a device.
バックライトの発光波長に依存せず、良好なノーマリブラック表示を可能とする液晶表示素子として、垂直配向モード(VAモード)の液晶セルを、略クロスニコル配置された偏光板間に配置する構成が知られている。ここで垂直配向モード(VAモード)とは、上下ガラス基板間に配置される液晶層内の液晶分子が基板に対して、垂直または略垂直に配向する液晶配向モードをいう。上記構成を有する液晶表示素子を、ガラス基板法線方位から観察したとき、その光学特性は、クロスニコル配置された2枚の偏光板のそれとほぼ同等になる。すなわち光透過率が非常に低くなるため、高コントラストの表示を比較的容易に実現することができる。 A configuration in which a vertical alignment mode (VA mode) liquid crystal cell is arranged between polarizing plates arranged in a substantially crossed Nicols manner as a liquid crystal display element capable of good normally black display without depending on the emission wavelength of the backlight. It has been known. Here, the vertical alignment mode (VA mode) refers to a liquid crystal alignment mode in which liquid crystal molecules in a liquid crystal layer disposed between upper and lower glass substrates are aligned vertically or substantially perpendicular to the substrate. When the liquid crystal display element having the above configuration is observed from the normal direction of the glass substrate, the optical characteristics thereof are substantially the same as those of the two polarizing plates arranged in a crossed Nicol arrangement. That is, since the light transmittance is very low, a high-contrast display can be realized relatively easily.
上下偏光板と上下ガラス基板間の一方または双方に、負の一軸光学異方性を有する視角補償板(Cプレート)、または負の二軸光学異方性を有する視角補償板(負の二軸フィルム)を挿入した液晶表示素子の発明が開示されている(たとえば、特許文献1参照)。この液晶表示素子によれば、斜め方向から観察した場合においても、光透過率の上昇とコントラストの低下とが抑制され、良好な表示を実現することが可能である。 A viewing angle compensation plate (C plate) having negative uniaxial optical anisotropy or a viewing angle compensation plate (negative biaxial) having negative biaxial optical anisotropy on one or both of the upper and lower polarizing plates and the upper and lower glass substrates. An invention of a liquid crystal display element in which a film) is inserted is disclosed (for example, see Patent Document 1). According to this liquid crystal display element, even when observed from an oblique direction, an increase in light transmittance and a decrease in contrast are suppressed, and a good display can be realized.
この視角補償方法については、負の二軸フィルムの面内位相差や面内遅相軸配置に関する効果的な条件が提案されている(たとえば、特許文献2参照)。 For this viewing angle compensation method, effective conditions regarding the in-plane retardation of the negative biaxial film and the in-plane slow axis arrangement have been proposed (for example, see Patent Document 2).
また、二軸光学異方性を有する略1/2波長板とCプレートを組み合わせることで、良好な視角特性を得る液晶表示素子の発明が開示されている(たとえば、特許文献3)。 Further, an invention of a liquid crystal display element that obtains good viewing angle characteristics by combining a substantially ½ wavelength plate having biaxial optical anisotropy and a C plate is disclosed (for example, Patent Document 3).
特許文献3に記載された発明のように、二軸光学異方性を有する略1/2波長板とCプレートを組み合わせるのではなく、負の二軸フィルムとCプレートとを組み合わせる液晶表示素子の発明も公知である(たとえば、特許文献4参照)。特許文献4には、二軸フィルムの面内位相差は190nm以下、適用される液晶セルの液晶層内のリターデーションは、200nm〜500nmであるとの記載がある。
As in the invention described in
電圧印加時においても良好な視角特性を獲得するためには、液晶分子を1つの画素内で複数の方向に配向させるマルチドメイン配向が有効である。これをVAモードの液晶表示素子で実現するためには、電極形状を工夫し、液晶層内で斜め方向に電界を発生させ、その方向に液晶分子を配向制御する斜め電界配向制御法(たとえば、特許文献5参照)や、基板表面に形成した土手状突起により液晶分子の配向制御を行う方法(たとえば、特許文献6参照)が知られている。 Multi-domain alignment in which liquid crystal molecules are aligned in a plurality of directions within one pixel is effective for obtaining good viewing angle characteristics even when a voltage is applied. In order to realize this in a VA mode liquid crystal display element, an oblique electric field alignment control method (for example, an electric field is generated in an oblique direction in a liquid crystal layer and liquid crystal molecules are aligned in that direction by devising an electrode shape (for example, Patent Document 5) and a method for controlling the alignment of liquid crystal molecules by bank-like protrusions formed on the substrate surface (for example, see Patent Document 6) are known.
液晶表示素子の左右方位の視角特性を重視する場合、マルチドメイン配向でなく、液晶セル全面で液晶分子が均一な方向に配向する、モノドメイン配向の液晶セルを用いて、良好な視角特性を実現することができる。均一なモノドメイン配向は、たとえば垂直配向膜に対する光配向処理方法(たとえば、特許文献7参照)や、特定の表面自由エネルギを有する垂直配向膜に対するラビング処理方法(たとえば、特許文献8参照)により実現可能である。 When emphasizing the viewing angle characteristics of the left and right orientation of the liquid crystal display element, it achieves good viewing angle characteristics by using a liquid crystal cell with a monodomain orientation, in which liquid crystal molecules are aligned in a uniform direction over the entire liquid crystal cell, rather than multi-domain orientation. can do. Uniform monodomain alignment is realized by, for example, a photo-alignment processing method for a vertical alignment film (for example, see Patent Document 7) or a rubbing processing method for a vertical alignment film having a specific surface free energy (for example, see Patent Document 8). Is possible.
VAモードの液晶表示素子を、マルチプレックス駆動により、1/4〜1/240デューティで動作させる場合、液晶層のリターデーションΔndは、少なくとも320nm、好ましくは360nmより大きい必要がある。電気光学特性における急峻性をできるだけ良好にしなければ、高デューティ駆動時においてVAモードの特徴である高コントラスト特性とON電圧印加時における透過率をある程度高く維持することの両立が困難となるためである。 When the VA mode liquid crystal display element is operated at a duty of 1/4 to 1/240 by multiplex driving, the retardation Δnd of the liquid crystal layer needs to be at least 320 nm, preferably larger than 360 nm. This is because if the steepness in the electro-optical characteristics is not made as good as possible, it is difficult to maintain both high contrast characteristics, which is a feature of the VA mode, at high duty driving and maintaining high transmittance at the time of ON voltage application. .
現在、液晶表示素子に用いられる光学フィルムは、原料樹脂から、溶融キャスト法や溶融押し出し法により連続的にフィルム化され、最終的にはロール状に巻き取る方法で製造された原反フィルムである。原反フィルムの面内方向、及び厚さ方向に位相差を発現させるためには、主に延伸加工が施される。延伸工程は、原反フィルムを、ロールトゥロール法によりロール巻き取り方向(MD方向)と、MD方向に直交する方向(TD方向)とに、加熱状態下で延伸させる工程である。 Currently, an optical film used for a liquid crystal display element is a raw film produced by a method of continuously forming a film from a raw material resin by a melt casting method or a melt extrusion method, and finally winding it into a roll. . In order to develop a phase difference in the in-plane direction and the thickness direction of the original film, stretching is mainly performed. The stretching step is a step of stretching the raw film in a heated state in a roll winding direction (MD direction) and a direction orthogonal to the MD direction (TD direction) by a roll-to-roll method.
負の二軸フィルムとして市場に流通する樹脂フィルムの多くは、ノルボルネン系環状オレフィン(COP)を材料とした、厚さ約0.2mm以下程度の原反フィルムをMD方向、及びTD方向に二軸延伸加工し、MD方向、またはTD方向に面内遅相軸を発現させたものである。 Many of the resin films that are distributed in the market as negative biaxial films are made of norbornene-based cyclic olefin (COP) as a material. The film is stretched to develop an in-plane slow axis in the MD direction or TD direction.
これらのフィルムにおいては、面内位相差Re(樹脂フィルムの面内屈折率を遅相軸方位に関してnx、進相軸方位に関してny、フィルムの厚さをdとしたとき、 Re=(nx−ny)*d で定義される。)は、0nmより大きく300nm以下、好ましくは4nmより大きく300nm以下、より好ましくは30nmより大きく300nm以下、厚さ方向の位相差Rth(更に、厚さ方向の屈折率をnzとしたとき、Rth=((nx+ny)/2 −nz)*d で定義される。)は、350nm以下、面内方向と厚さ方向の屈折率比を表現するのに用いられるNzファクタ(Nz=(nx−nz)/(nx−ny) で定義される。)は、1より大きく56より小さいという条件でなければ、ReとRthの面内均一性の実現は困難であると考えられる。 In these films, when the in-plane retardation Re (the in-plane refractive index of the resin film is nx with respect to the slow axis direction, ny with respect to the fast axis direction, and d is the thickness of the film, Re = (nx−ny ) * D.) Is greater than 0 nm and less than or equal to 300 nm, preferably greater than 4 nm and less than or equal to 300 nm, more preferably greater than 30 nm and less than or equal to 300 nm, and the thickness direction retardation Rth (further the refractive index in the thickness direction). Is defined as Rth = ((nx + ny) / 2−nz) * d), which is equal to or less than 350 nm, and is an Nz factor used to express the refractive index ratio between the in-plane direction and the thickness direction. (Nz = (nx−nz) / (nx−ny)) is not a condition that is larger than 1 and smaller than 56, it is difficult to achieve in-plane uniformity of Re and Rth. It is thought that.
なお、延伸加工後のフィルムの厚さは数十μm程度である。また、元々Cプレートの光学特性を示す偏光板のベースフィルムや、保護フィルムとして使用されているトリアセチルセルロース(TAC)をベースに材質を改善し、MD方向、またはTD方向に面内遅相軸が発現するように延伸加工を行い、負の二軸フィルム化した光学フィルムも市販されている。これらのフィルムの面内位相差Reは、ノルボルネン系COPに比べ範囲が狭く、40〜70nm程度である。また厚さ方向の位相差Rthは、120nm以上220nm以下である。 Note that the thickness of the film after stretching is about several tens of μm. In addition, the material is improved based on the base film of polarizing plate that originally shows the optical characteristics of the C plate and triacetyl cellulose (TAC), which is used as a protective film, and the in-plane slow axis in the MD or TD direction. An optical film which is stretched so as to develop a negative biaxial film is also commercially available. The in-plane retardation Re of these films is narrower than that of norbornene-based COP, and is about 40 to 70 nm. The thickness direction retardation Rth is 120 nm or more and 220 nm or less.
市販されている負の二軸フィルムを用い、特許文献2に記載されている発明を実施すると、負の二軸フィルムを、液晶セルと片側偏光板間にだけ配置した場合、液晶層のリターデーションΔndは約500nm未満となる。また、負の二軸フィルムを、液晶セルと両側偏光板間に配置した場合の、液晶層のリターデーションΔndは約850nm未満となる。
When a commercially available negative biaxial film is used and the invention described in
しかしながら、比較例を参照して後述するように、視角補償板を、液晶セルと両側偏光板間に配置する構成の液晶表示素子においては、液晶層のリターデーションΔndが大きいと、明表示時における左右方位の深い極角観察角度、特に45°より大きい角度において、表示がほとんど視認できなくなるという現象が見られる。したがって、リターデーションΔndが大きい条件、すなわちデューティ比が大きい駆動条件で良好な表示品位を得ようとする場合は、液晶セルと片側偏光板間に二軸フィルムを配置する方法、または特許文献4に記載があるような、負の二軸フィルムとCプレートとを積層して配置する方法が有効であると考えられる。 However, as will be described later with reference to a comparative example, in a liquid crystal display element having a configuration in which a viewing angle compensation plate is disposed between a liquid crystal cell and both side polarizing plates, if the retardation Δnd of the liquid crystal layer is large, bright display There is a phenomenon in which the display becomes almost invisible at polar observation angles with deep left and right orientations, particularly at angles greater than 45 °. Therefore, in order to obtain a good display quality under a condition where the retardation Δnd is large, that is, a driving condition where the duty ratio is large, a method of arranging a biaxial film between the liquid crystal cell and the one-side polarizing plate, or Patent Document 4 A method of laminating and arranging a negative biaxial film and a C plate as described is considered effective.
しかしこれらの方法においても、明表示時における左右方位観察時に左右非対称な光透過率変化が観察されたり、プレティルト角を有するモノドメイン垂直配向液晶セルとの組み合わせでは、電圧無印加時における左右光透過率変化に非対称性が観察されることがある。 However, even in these methods, left-right asymmetrical light transmittance changes are observed when observing the horizontal direction during bright display, and in combination with a monodomain vertical alignment liquid crystal cell having a pretilt angle, left-right light transmission is performed when no voltage is applied. Asymmetry may be observed in the rate change.
本発明の目的は、良好な表示を実現することのできる液晶表示素子を提供することである。 An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element capable of realizing good display.
本発明の一観点によれば、第1及び第2の透明基板と、前記第1及び第2の透明基板間に挟持された、リターデーションが360nm以上1000nm以下の垂直配向する液晶層と、前記第1の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、負の二軸光学異方性を有する第1の視角補償板であって、厚さ方向に90nm以上350nm以下の位相差と、面内方向に5nm以上50nm以下の位相差をもつ第1の視角補償板と、前記第2の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、Aプレートである第2の視角補償板であって、面内方向に10nm以上100nm以下の位相差をもつ第2の視角補償板と、前記第1の視角補償板の前記第1の透明基板とは反対側に配置された第1の偏光板と、前記第2の視角補償板の前記第2の透明基板とは反対側に、前記第1の偏光板とクロスニコルに配置された第2の偏光板とを有し、前記第1の視角補償板の面内遅相軸と、前記第1の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、前記第2の視角補償板の面内遅相軸と、前記第2の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、前記第2の視角補償板の面内方向の位相差は、前記第1の視角補償板の面内方向の位相差よりも大きい液晶表示素子が提供される。 According to one aspect of the present invention, the first and second transparent substrates, the vertically aligned liquid crystal layer sandwiched between the first and second transparent substrates and having a retardation of 360 nm or more and 1000 nm or less, A first viewing angle compensation plate having negative biaxial optical anisotropy disposed on the opposite side of the first transparent substrate from the liquid crystal layer, and having a retardation of 90 nm or more and 350 nm or less in the thickness direction The first viewing angle compensation plate having a phase difference of 5 nm or more and 50 nm or less in the in-plane direction and the second viewing angle compensation which is an A plate disposed on the opposite side of the liquid crystal layer of the second transparent substrate. A first viewing angle compensation plate having a phase difference of not less than 10 nm and not more than 100 nm in the in-plane direction, and a first viewing angle compensation plate disposed on the opposite side of the first transparent substrate from the first viewing angle compensation plate. And the second transparent substrate of the second viewing angle compensation plate On the opposite side of the first polarizing plate and a second polarizing plate arranged in crossed Nicols, an in-plane slow axis of the first viewing angle compensation plate, and the first polarizing plate Are arranged so as to be orthogonal to the absorption axis of the second viewing angle, and are arranged so that the in-plane slow axis of the second viewing angle compensation plate and the absorption axis of the second polarizing plate are orthogonal to each other, the second viewing angle. A liquid crystal display element is provided in which the phase difference in the in-plane direction of the compensation plate is larger than the phase difference in the in-plane direction of the first viewing angle compensation plate.
また、本発明の他の観点によれば、第1及び第2の透明基板と、前記第1及び第2の透明基板間に挟持された、リターデーションが360nm以上1000nm以下の垂直配向する液晶層と、前記第1の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、負の二軸光学異方性を有する第1の視角補償板であって、厚さ方向に90nm以上350nm以下の位相差と、面内方向に5nm以上50nm以下の位相差をもつ第1の視角補償板と、前記第2の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、負の二軸光学異方性を有する第2の視角補償板であって、厚さ方向に90nm以上150nm以下の位相差と、面内方向に30nm以上65nm以下の位相差をもつ第2の視角補償板と、前記第1の視角補償板の前記第1の透明基板とは反対側に配置された第1の偏光板と、前記第2の視角補償板の前記第2の透明基板とは反対側に、前記第1の偏光板とクロスニコルに配置された第2の偏光板とを有し、前記第1の視角補償板の面内遅相軸と、前記第1の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、前記第2の視角補償板の面内遅相軸と、前記第2の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、前記第2の視角補償板の面内方向の位相差は、前記第1の視角補償板の面内方向の位相差よりも大きく、前記第2の視角補償板の厚さ方向の位相差は、前記第1の視角補償板の厚さ方向の位相差よりも小さい液晶表示素子が提供される。 According to another aspect of the present invention, the first and second transparent substrates and a vertically aligned liquid crystal layer sandwiched between the first and second transparent substrates and having a retardation of 360 nm or more and 1000 nm or less. And a first viewing angle compensation plate having negative biaxial optical anisotropy disposed on the opposite side of the first transparent substrate from the liquid crystal layer, and having a thickness direction of 90 nm or more and 350 nm or less A negative biaxial optical difference disposed on the opposite side of the liquid crystal layer of the first viewing angle compensation plate having a phase difference and a phase difference of 5 nm to 50 nm in the in-plane direction, and the second transparent substrate. A second viewing angle compensator having directionality, wherein the second viewing angle compensator has a phase difference of 90 nm to 150 nm in the thickness direction and a phase difference of 30 nm to 65 nm in the in-plane direction; 1 viewing angle compensation plate on the opposite side of the first transparent substrate A first polarizing plate placed on the opposite side of the second viewing angle compensation plate from the second transparent substrate, and a second polarizing plate arranged in crossed Nicols with the first polarizing plate. And an in-plane slow axis of the first viewing angle compensator and an absorption axis of the first polarizing plate are arranged to be orthogonal to each other, and the in-plane slow axis of the second viewing angle compensator The phase difference in the in-plane direction of the second viewing angle compensation plate is more than the phase difference in the in-plane direction of the first viewing angle compensation plate. also rather large retardation in the thickness direction of the second viewing angle compensating plate, the first liquid crystal display element have smaller than the phase difference in the thickness direction of the viewing angle compensation plate is provided.
更に、本発明の他の観点によれば、第1及び第2の透明基板と、前記第1及び第2の透明基板間に挟持された、リターデーションが300nm以上1000nm以下の垂直配向する液晶層と、前記第1の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、負の二軸光学異方性を有する第1の視角補償板であって、厚さ方向に90nm以上350nm以下の位相差と、面内方向に5nm以上50nm以下の位相差をもつ第1の視角補償板と、前記第2の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、正の二軸光学異方性を有するか、または負のAプレートである第2の視角補償板であって、面内方向に35nm以上140nm以下の位相差をもつ第2の視角補償板と、前記第1の視角補償板の前記第1の透明基板とは反対側に配置された第1の偏光板と、前記第2の視角補償板の前記第2の透明基板とは反対側に、前記第1の偏光板とクロスニコルに配置された第2の偏光板とを有し、前記第1の視角補償板の面内遅相軸と、前記第1の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、前記第2の視角補償板の面内遅相軸と、前記第2の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、前記第2の視角補償板の面内方向の位相差は、前記第1の視角補償板の面内方向の位相差よりも大きい液晶表示素子が提供される。 Further, according to another aspect of the present invention, the first and second transparent substrates and a vertically aligned liquid crystal layer sandwiched between the first and second transparent substrates and having a retardation of 300 nm or more and 1000 nm or less. And a first viewing angle compensation plate having negative biaxial optical anisotropy disposed on the opposite side of the first transparent substrate from the liquid crystal layer, and having a thickness direction of 90 nm or more and 350 nm or less A positive biaxial optical difference disposed on the opposite side of the liquid crystal layer of the first viewing angle compensation plate having a phase difference and a phase difference of 5 nm to 50 nm in the in-plane direction, and the second transparent substrate. A second viewing angle compensation plate having a directivity or a negative A plate, the second viewing angle compensation plate having a phase difference of 35 nm or more and 140 nm or less in an in-plane direction, and the first viewing angle compensation A first plate disposed on the opposite side of the plate from the first transparent substrate; An optical plate, and a second polarizing plate disposed in crossed Nicols on the opposite side of the second viewing angle compensation plate from the second transparent substrate, An in-plane slow axis of the viewing angle compensation plate and an absorption axis of the first polarizing plate are arranged to be orthogonal to each other, and the in-plane slow axis of the second viewing angle compensation plate and the second polarizing plate are arranged. A liquid crystal display device is provided in which the phase difference in the in-plane direction of the second viewing angle compensator is greater than the phase difference in the in-plane direction of the first viewing angle compensator. Is done.
本発明によれば、良好な表示を実現可能な液晶表示素子を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the liquid crystal display element which can implement | achieve favorable display can be provided.
実施例、及び比較例による液晶表示素子の詳細な説明に先立って、それら液晶表示素子とその製造方法の概略について述べる。 Prior to detailed description of liquid crystal display elements according to Examples and Comparative Examples, outlines of the liquid crystal display elements and the manufacturing method thereof will be described.
以下に示す実施例、変形例、及び比較例による液晶表示素子の製造に当たっては、ガラス上に所望のパターンで形成された透明電極(ITO電極)が配置されたガラス基板上に、(株)チッソ石油化学製の材料を使用して垂直配向膜を成膜した後、前述の特許文献8記載のラビング処理方法で基板に配向処理を施した。なお、ガラス基板と配向膜との間には、SiO2などの絶縁膜を形成してもよい。
In the manufacture of liquid crystal display elements according to the following examples, modifications, and comparative examples, a glass substrate on which transparent electrodes (ITO electrodes) formed in a desired pattern on glass are arranged is Chisso Corporation. After forming a vertical alignment film using a petrochemical material, the substrate was subjected to alignment treatment by the rubbing treatment method described in
次に、配向処理のなされた2枚の基板を、お互いの垂直配向膜が近接するように、かつ、ラビング方向が反平行となるように、シール材により貼り合わせた。 Next, the two substrates subjected to the alignment treatment were bonded with a sealing material so that the vertical alignment films were close to each other and the rubbing directions were antiparallel.
基板の貼り合わせにおいては、球状スペーサを用いて、両基板間の間隔が2〜6μmとなるように制御した。 In bonding the substrates, a spherical spacer was used to control the distance between the two substrates to be 2 to 6 μm.
貼り合わせた2枚のガラス基板間には、屈折率異方性Δnが0.08以上0.26以下で、誘電率異方性Δεが負の液晶材料を注入し、液晶材料の等方相温度より約20℃高い温度で1時間焼成した。作製された実施例、変形例、比較例による液晶表示素子の液晶セルにおける液晶分子の基板表面に対するプレティルト角は、液晶材料のΔn、Δεの値にかかわらず、約89.9°であった。 A liquid crystal material having a refractive index anisotropy Δn of 0.08 or more and 0.26 or less and a negative dielectric anisotropy Δε is injected between the two glass substrates that are bonded to each other. Firing was performed at a temperature about 20 ° C. higher than the temperature for 1 hour. The pretilt angle of the liquid crystal molecules with respect to the substrate surface in the liquid crystal cell of the liquid crystal display element according to the manufactured example, modification, and comparative example was about 89.9 ° regardless of the values of Δn and Δε of the liquid crystal material.
液晶セルの2枚のガラス基板の外側には、偏光板吸収軸が略クロスニコル配置となるように偏光板を貼り合わせた。偏光板には(株)ポラテクノ製SHC13Uを用いた。偏光板のガラス基板側の貼り合わせ面には、面内位相差Reが約3〜5nmのTACベースフィルムが存在し、接着剤で偏光層と接着されている。なお、シミュレーション解析においては、TACベースフィルムの面内位相差Reを3nm、厚さ方向の位相差Rthを50nmとした。 A polarizing plate was bonded to the outside of the two glass substrates of the liquid crystal cell so that the polarizing plate absorption axis was in a substantially crossed Nicols arrangement. SHC13U manufactured by Polatechno Co., Ltd. was used for the polarizing plate. A TAC base film having an in-plane retardation Re of about 3 to 5 nm exists on the bonding surface of the polarizing plate on the glass substrate side, and is bonded to the polarizing layer with an adhesive. In the simulation analysis, the in-plane retardation Re of the TAC base film was 3 nm, and the thickness direction retardation Rth was 50 nm.
負の二軸フィルムは、ノルボルネン系COPフィルムを二軸延伸加工したものを用いた。 As the negative biaxial film, a norbornene-based COP film obtained by biaxial stretching was used.
シミュレーション解析には、(株)シンテック製「LCDMASTER6.16」を使用した。 For the simulation analysis, “LCDMASTER 6.16” manufactured by Shintech Co., Ltd. was used.
図1〜図3を参照して、比較例による液晶表示素子の明表示時における視角特性シミュレーション解析について説明する。 With reference to FIGS. 1 to 3, a visual angle characteristic simulation analysis at the time of bright display of a liquid crystal display element according to a comparative example will be described.
図1は、第1の比較例による液晶表示素子を示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic view showing a liquid crystal display element according to a first comparative example.
クロスニコル配置された表側(上側)偏光板10と裏側(下側)偏光板20との間に、モノドメイン垂直配向型液晶セルが配置される。モノドメイン垂直配向型液晶セルは、上側ガラス基板(透明基板)4、下側ガラス基板(透明基板)5、及び両基板4、5間に挟持されたモノドメイン垂直配向液晶層30を含んで構成される。液晶セルの下側ガラス基板5と裏側偏光板20間に、負の二軸フィルム3が1枚配置される。
A monodomain vertical alignment type liquid crystal cell is disposed between the front side (upper side) polarizing
表側及び裏側偏光板10、20はそれぞれ、TACベースフィルム2上に偏光層1が配置された構成を備える。なお、図示は省略したが、偏光層1上には、TACで形成された表面保護フィルムが配置される。
Each of the front and back
液晶表示素子の左右方位を180°−0°(9時−3時)方位と定義する、図示の方位座標系において、上側ガラス基板4のラビング方位Rubは270°、下側ガラス基板5のラビング方位Rubは90°であり、液晶層30中央の分子の配向方位は90°(12時)である。また、表側偏光板10の偏光層1における吸収軸ab、及びTACベースフィルム2の面内遅相軸TACslは135°方位、裏側偏光板20のそれらは45°方位に配置されている。負の二軸フィルム3の面内遅相軸Bslは、近接する偏光板の吸収軸と略直交に配置するため、その方位は135°である。負の二軸フィルム3の面内位相差Reは50nm、厚さ方向の位相差Rthは300nmとした。
In the illustrated azimuth coordinate system in which the horizontal orientation of the liquid crystal display element is defined as 180 ° -0 ° (9-3 o'clock) orientation, the rubbing orientation Rub of the
第1の比較例による液晶表示素子についてシミュレーション解析を行ったところ、最適な電圧無印加時(背景)視角特性が得られる液晶層30のリターデーションΔndは約465nmであった。
When a simulation analysis was performed on the liquid crystal display element according to the first comparative example, the retardation Δnd of the
図2は、第2の比較例による液晶表示素子を示す概略図である。第1の比較例においては、液晶セルの下側ガラス基板5と裏側偏光板20間に、負の二軸フィルムが1枚配置されていた。第2の比較例においては、下側ガラス基板5と裏側偏光板20との間に第1の負の二軸フィルム3a、液晶セルの上側ガラス基板4と表側偏光板10との間に第2の負の二軸フィルム3bが配置される。その他の構成は第1の比較例と同様である。
FIG. 2 is a schematic view showing a liquid crystal display element according to a second comparative example. In the first comparative example, one negative biaxial film was disposed between the
第1の負の二軸フィルム3aの面内遅相軸Bsl1は、近接する偏光板20の偏光層1の吸収軸abに略直交とされるため、その方位は135°である。また、第2の負の二軸フィルム3bの面内遅相軸Bsl2は、近接する偏光板10の偏光層1の吸収軸abに略直交とされるため、その方位は45°である。
Since the in-plane slow axis Bsl1 of the first negative
第1及び第2の負の二軸フィルム3a、3bの面内位相差Reはともに20nm、厚さ方向の位相差Rthはともに300nmとした。
The in-plane retardation Re of the first and second negative
第2の比較例による液晶表示素子についてシミュレーション解析を行ったところ、最適な電圧無印加時(背景)視角特性が得られる液晶層30のリターデーションΔndは約825nmであった。
When a simulation analysis was performed on the liquid crystal display element according to the second comparative example, the retardation Δnd of the
本願発明者は、第1及び第2の比較例による液晶表示素子について、正面観察時約13〜14%の光透過率になるように駆動電圧を調整したときの、左右観察時視角特性を計算した。 The inventor of the present application calculates the viewing angle characteristics at the time of left-right observation when the drive voltage is adjusted so that the light transmittance of the liquid crystal display element according to the first and second comparative examples is about 13 to 14% at the time of front observation. did.
図3は、第1の比較例による液晶表示素子(片面補償)と、第2の比較例による液晶表示素子(両面補償)における左右観察時視角特性を示すグラフである。 FIG. 3 is a graph showing the viewing angle characteristics during left-right observation in the liquid crystal display element according to the first comparative example (single-sided compensation) and the liquid crystal display element according to the second comparative example (double-sided compensation).
グラフの横軸は左右方位観察角度を単位「°」で表し、縦軸は光透過率を単位「%」で表す。曲線aが、第1の比較例による液晶表示素子(片面補償)の左右観察時視角特性を示し、曲線bが、第2の比較例による液晶表示素子(両面補償)の左右観察時視角特性を示す。 The horizontal axis of the graph represents the horizontal observation angle in the unit “°”, and the vertical axis represents the light transmittance in the unit “%”. Curve a shows the viewing angle characteristic at the time of left-right observation of the liquid crystal display element (single-sided compensation) according to the first comparative example, and curve b shows the viewing angle characteristic at the time of left-right observation of the liquid crystal display element (double-sided compensation) according to the second comparative example. Show.
曲線bより、第2の比較例による液晶表示素子(両面補償)においては、光透過率は左右方位で対称ではあるが、左右観察角度45°以上で光透過率が非常に低くなることがわかる。 From the curve b, it can be seen that in the liquid crystal display element (double-sided compensation) according to the second comparative example, the light transmittance is symmetric in the left-right direction, but the light transmittance is very low at a left-right observation angle of 45 ° or more. .
実際に製作した第2の比較例による液晶表示素子においても、45°以上の左右観察角度では、表示がほとんど視認できなかった。更に、実際に製作した液晶表示素子においては、観察角度を深くするに従って明表示の色調が大幅に変化するカラーシフト現象が著しく観察された。 Also in the liquid crystal display element according to the second comparative example actually manufactured, the display was hardly visible at the left and right observation angles of 45 ° or more. Further, in the actually manufactured liquid crystal display element, a color shift phenomenon in which the color tone of bright display changes significantly as the observation angle is deepened was observed remarkably.
一方、実際に製作した第1の比較例による液晶表示素子(片面補償)においては、深い角度から観察したとき、表示が認識できなくなるということはなかった。また、実際に製作した第1の比較例による液晶表示素子においては、カラーシフトがほとんど観察されなかった。しかし、曲線aに示されているように、第1の比較例による液晶表示素子においては、左右方位における光透過率変化の対称性が悪い。 On the other hand, in the liquid crystal display element (single-sided compensation) according to the first comparative example that was actually manufactured, the display could not be recognized when observed from a deep angle. In addition, in the liquid crystal display element according to the first comparative example actually manufactured, almost no color shift was observed. However, as shown by the curve a, in the liquid crystal display element according to the first comparative example, the symmetry of the light transmittance change in the horizontal direction is poor.
以上より、本願発明者は、視角補償フィルムを液晶セルの片側のみに配置することが、明表示時における、左右方位の深い角度からの視角特性を良好にするという点では有効であり、また、視角補償フィルムを液晶セルの両側に配置することで、視角特性の左右対称性を、液晶層のプレティルト角にかかわらず、実現できると考えた。 From the above, the inventors of the present application are effective in that the viewing angle compensation film is arranged only on one side of the liquid crystal cell in terms of improving viewing angle characteristics from a deep angle in the horizontal direction during bright display, It was considered that by arranging the viewing angle compensation film on both sides of the liquid crystal cell, the left-right symmetry of the viewing angle characteristic can be realized regardless of the pretilt angle of the liquid crystal layer.
図4は、第1の実施例による液晶表示素子を示す概略図である。 FIG. 4 is a schematic view showing the liquid crystal display element according to the first embodiment.
クロスニコル配置された表側(上側)偏光板10と裏側(下側)偏光板20との間に、上側ガラス基板4、下側ガラス基板5に対して略垂直配向した液晶層30を有する垂直配向型液晶セルが配置される。液晶セルの下側ガラス基板5と裏側偏光板20間には、負の二軸光学異方性を有する光学フィルム(負の二軸フィルム3)が配置され、上側ガラス基板4と表側偏光板10間には、正の一軸光学異方性を有する光学フィルム(Aプレート6)が配置される。
Vertical alignment having a
表側及び裏側偏光板10、20はそれぞれ、TACベースフィルム2上に偏光層1が配置された構成を有する。なお、図示は省略したが、偏光層1上には、TACで形成された表面保護フィルムが配置される。
Each of the front and back
上側ガラス基板4のラビング方位Rubは270°、下側ガラス基板5のラビング方位Rubは90°であり、液晶層30中央の分子の配向方位は90°(12時)である。また、表側偏光板10の偏光層1における吸収軸ab、及びTACベースフィルム2の面内遅相軸TACslは135°方位、裏側偏光板20のそれらは45°方位に配置されている。
The rubbing orientation Rub of the
負の二軸フィルム3、及びAプレート6の面内遅相軸Bsl3、Bsl6は、それぞれ近接する裏側偏光板20の吸収軸ab、表側偏光板10の吸収軸abに対して略直交に配置するのが好ましい。このため、たとえば、面内遅相軸Bsl3は135°方位、Bsl6は45°方位に配置される。
The negative
本願発明者は、第1の実施例による液晶表示素子において、電圧無印加時に良好な背景視角特性を示す負の二軸フィルム3、及びAプレート6の光学パラメータを求めるシミュレーション解析を行った。
The inventor of the present application conducted a simulation analysis for obtaining optical parameters of the negative
まず、負の二軸フィルム3の厚さ方向の位相差Rthを220nm、300nm、350nmと変化させたときの、負の二軸フィルム3の面内位相差Re3、及びAプレート6の面内位相差Re6の最適な組み合わせを求めた。最適なRe3及びRe6の組み合わせは、右方位極角50°から観察した光透過率を最小とする液晶層のリターデーションを与えるRe3、及びRe6とした。
First, the in-plane retardation Re3 of the negative
図5に、負の二軸フィルム3の面内位相差Re3、及びAプレート6の面内位相差Re6の最適な組み合わせを示す。図の横軸は、負の二軸フィルム3の面内位相差Re3を単位「nm」で表し、縦軸は、Aプレート6の面内位相差Re6を単位「nm」で表す。
FIG. 5 shows an optimal combination of the in-plane retardation Re3 of the negative
符号aを付した点で、負の二軸フィルム3の厚さ方向の位相差Rthが300nmのときの、Re3とRe6の最適な組み合わせを示す。また、符号b、cを付した点で、それぞれ負の二軸フィルム3の厚さ方向の位相差Rthが220nm、350nmのときの、Re3とRe6の最適な組み合わせを示す。
The point marked with a indicates the optimum combination of Re3 and Re6 when the retardation Rth in the thickness direction of the negative
図より、負の二軸フィルム3の厚さ方向の位相差Rthによらず、Re3とRe6との間には、線形関係があることが認められる。
From the figure, it is recognized that there is a linear relationship between Re3 and Re6 regardless of the retardation Rth in the thickness direction of the negative
なお、解析の結果、最適な条件においては、右方位極角50°観察時の光透過率は、0.02%以下となった。また、負の二軸フィルム3の厚さ方向の位相差Rthが220nmのとき、光透過率を最小とする液晶層のリターデーションは約420nm、Rthが350nmのときのそれは約570nmであった。
As a result of the analysis, under the optimum conditions, the light transmittance at the observation of the right azimuth polar angle of 50 ° was 0.02% or less. When the retardation Rth in the thickness direction of the negative
更に、本願発明者は、Rthが他の値をとるときについてもRe3及びRe6の最適値を求め、たとえばRth=90nmの場合にも、それらの間に線形関係があることを確認した。 Furthermore, the inventor of the present application obtained optimum values of Re3 and Re6 even when Rth takes other values, and confirmed that there is a linear relationship between them even when Rth = 90 nm, for example.
図5よりAプレートの必要性、すなわちRe6>0nmである条件、及び、Aプレートの製造難度を低下させる、すなわちできるだけRe6を大きくするため、負の二軸フィルム3の面内位相差Re3は、5nm≦Re3≦50nmの範囲であることが望ましく、10nm≦Re3≦25nmの範囲であることが一層望ましい。
From FIG. 5, in order to reduce the necessity of the A plate, that is, Re6> 0 nm, and to reduce the manufacturing difficulty of the A plate, that is, to increase Re6 as much as possible, the in-plane retardation Re3 of the negative
また、上記の負の二軸フィルム条件で良好な背景視角特性を実現するためには、Aプレート6の面内位相差Re6は、10nm≦Re6≦100nmの範囲であることが望ましく、40nm≦Re6≦60nmの範囲であることが一層望ましい。
In order to achieve a good background viewing angle characteristic under the negative biaxial film condition, the in-plane retardation Re6 of the
更に、負の二軸フィルムの実フィルムを製造可能という観点から、負の二軸フィルム3の厚さ方向の位相差Rthの好ましい範囲は90nm≦Rth≦350nm、より好ましい範囲は、220nm≦Rth≦350nmである。
Furthermore, from the viewpoint that a negative biaxial film can be produced, a preferable range of the retardation Rth in the thickness direction of the negative
なお、液晶層30のリターデーションΔndの好ましい範囲は、360nm≦Δnd≦1000nmであり、より好ましくは、360nm≦Δnd≦540nmである。
A preferable range of the retardation Δnd of the
次に本願発明者は、液晶層30のリターデーションを525nm、負の二軸フィルム3の厚さ方向の位相差Rthを300nmに固定し、シミュレーション解析により求められた最適なRe3、及びRe6の組み合わせにおいて、明表示時における左右視角特性を計算した。
Next, the inventor of the present application fixes the retardation of the
図6は、左右方位極角50°から観察したときの、光透過率のRe3依存性を示すグラフである。Re6はRe3の値に対応して、図5に示すような値に最適値に設定されている。 FIG. 6 is a graph showing the Re3 dependence of the light transmittance when observed from the left-right azimuth polar angle of 50 °. Re6 is set to an optimum value as shown in FIG. 5 corresponding to the value of Re3.
グラフの横軸は、負の二軸フィルム3の面内位相差Re3を単位「nm」で表し、縦軸は、極角50°方位から観察したときの光透過率を単位「%」で表す。直線a上の点が、左方位極角50°から観察したときの光透過率を示し、直線b上の点が、右方位極角50°から観察したときの光透過率を示す。
The horizontal axis of the graph represents the in-plane retardation Re3 of the negative
図より、液晶層30のリターデーションが525nm、負の二軸フィルム3の厚さ方向の位相差が300nmの場合には、Re3が約22nmのとき、左右の光透過率が等しくなることがわかる。なお、このときのRe6は約52nmであり、Re6>Re3となる。
From the figure, it is understood that when the retardation of the
本願発明者は、Rthが他の値である場合についても同様のシミュレーション解析を行った。その結果、左右対称性が得られるのは、Re6>Re3のときであることがわかった。 The inventor of the present application performed the same simulation analysis when Rth is another value. As a result, it was found that the symmetry was obtained when Re6> Re3.
なお、Re3とRe6の値が大きく異なっているとき、左右観察時視角特性の非対称性が大きくなる傾向が観察された。 In addition, when the values of Re3 and Re6 were greatly different, a tendency was observed that the asymmetry of the viewing angle characteristic during left-right observation increases.
図4に示した第1の実施例による液晶表示素子においては、片側のガラス基板と偏光板との間にAプレートを配置している。Aプレートの厚さ方向の位相差Rthは面内位相差Reの半分であるため、第1の実施例による液晶表示素子は、液晶層のリターデーションΔndが大きい場合の視角補償を行う際に不利になると考えられる。 In the liquid crystal display element according to the first embodiment shown in FIG. 4, the A plate is disposed between the glass substrate on one side and the polarizing plate. Since the retardation Rth in the thickness direction of the A plate is half of the in-plane retardation Re, the liquid crystal display device according to the first embodiment is disadvantageous when performing viewing angle compensation when the retardation Δnd of the liquid crystal layer is large. It is thought that it becomes.
そこで、本願発明者は、図2に示した第2の比較例による液晶表示素子において、第1の負の二軸フィルム3a、第2の負の二軸フィルム3bに異なる光学パラメータを導入した場合の視角特性をシミュレーション解析した。
Therefore, the inventor of the present application introduces different optical parameters to the first negative
図7(A)は、第2の実施例による液晶表示素子を示す概略図である。第2の実施例による液晶表示素子は、図2に示した第2の比較例による液晶表示素子と等しい構成を有する。 FIG. 7A is a schematic view showing a liquid crystal display device according to the second embodiment. The liquid crystal display element according to the second embodiment has the same configuration as the liquid crystal display element according to the second comparative example shown in FIG.
図7(B)は、第2の実施例の変形例(以下、第2の変形例)による液晶表示素子を示す概略図である。第2の変形例による液晶表示素子は、第2の実施例による液晶表示素子から、表側偏光板10のTACベースフィルム2を除いた構成を有する。
FIG. 7B is a schematic view showing a liquid crystal display element according to a modification of the second embodiment (hereinafter referred to as a second modification). The liquid crystal display element according to the second modification has a configuration in which the
本願発明者は、第2の実施例については、第1の負の二軸フィルム3aの厚さ方向の位相差Rth1、第2の負の二軸フィルム3bの厚さ方向の位相差Rth2を、それぞれ300nm、90nmに固定し、第1、第2の負の二軸フィルム3a、3bの面内位相差Re1、Re2の最適値を求める解析を行った。
The inventor of the present application, for the second embodiment, the thickness direction retardation Rth1 of the first negative
また、第2の変形例については、Rth1、Rth2を、それぞれ300nm、150nmに固定し、Re1、Re2の最適値を求める解析を行った。 In the second modification, Rth1 and Rth2 were fixed at 300 nm and 150 nm, respectively, and an analysis for obtaining the optimum values of Re1 and Re2 was performed.
Re1、Re2の最適値として、第1の実施例の場合と同様に、電圧無印加時において、右方位極角50°から観察したときの光透過率が最も低くなる条件を求めた。 As the optimum values of Re1 and Re2, as in the case of the first example, the conditions under which the light transmittance was the lowest when observed from the right polar angle of 50 ° when no voltage was applied were determined.
図8に、第1の負の二軸フィルム3aの面内位相差Re1、及び第2の負の二軸フィルム3bの面内位相差Re2の最適な組み合わせを示す。
FIG. 8 shows an optimal combination of the in-plane retardation Re1 of the first negative
図の横軸は、第1の負の二軸フィルム3aの面内位相差Re1を単位「nm」で表し、縦軸は、第2の負の二軸フィルム3bの面内位相差Re2を単位「nm」で表す。
The horizontal axis of the figure represents the in-plane retardation Re1 of the first negative
符号aを付した点で、第2の実施例による液晶表示素子における、Re1とRe2の最適な組み合わせを示す。また、符号bを付した点で、第2の変形例による液晶表示素子における、Re1とRe2の最適な組み合わせを示す。 The point marked with a indicates the optimum combination of Re1 and Re2 in the liquid crystal display device according to the second embodiment. Moreover, the point which attached | subjected the code | symbol b shows the optimal combination of Re1 and Re2 in the liquid crystal display element by a 2nd modification.
図より、実施例、変形例の双方において、最適な組み合わせにおけるRe1、及びRe2はかなり近い値であること、それからRe1とRe2との間には、線形関係があることが認められる。 From the figure, it is recognized that Re1 and Re2 in the optimum combination are fairly close values in both the example and the modification, and that there is a linear relationship between Re1 and Re2.
なお、Re1とRe2とを最適な組み合わせに設定した場合、右方位極角50°から観察された光透過率は、いずれの組み合わせの場合も0.02%以下となった。 Note that when Re1 and Re2 were set to the optimum combination, the light transmittance observed from the right azimuth polar angle of 50 ° was 0.02% or less in any combination.
また、実施例の場合、光透過率を最小とする液晶層のリターデーションはおおむね585nm、変形例の場合のそれはおおむね600nmであった。 In the case of the example, the retardation of the liquid crystal layer that minimizes the light transmittance was about 585 nm, and in the case of the modified example, it was about 600 nm.
図8に結果を示したシミュレーションより、第2の実施例及び第2の変形例については、第1の負の二軸フィルム3aの面内位相差Re1は、5nm≦Re1≦50nmの範囲が好ましく、10nm≦Re1≦25nmの範囲がより好ましいことがわかった。また、第2の負の二軸フィルム3bの面内位相差Re2は、30nm≦Re2≦65nmの範囲が好ましく、40nm≦Re2≦60nmの範囲がより好ましいことがわかった。
From the simulation showing the results in FIG. 8, for the second example and the second modification, the in-plane retardation Re1 of the first negative
更に、第1の負の二軸フィルム3aの厚さ方向の位相差Rth1は、90nm≦Rth1≦350nmの範囲が好ましく、220nm≦Rth1≦350nmの範囲がより好ましいことがわかった。また、第2の負の二軸フィルム3bの厚さ方向の位相差Rth2は、90nm≦Rth2≦150nmの範囲が有効であることがわかった。
Furthermore, it was found that the thickness direction retardation Rth1 of the first negative
また、液晶層30のリターデーションΔndは、360nm≦Δnd≦1000nmの範囲が好ましく、400nm≦Δnd≦600nmの範囲が一層好ましいことがわかった。
Further, it was found that the retardation Δnd of the
次に本願発明者は、第2の変形例による液晶表示素子について、正面から観察したときの光透過率を約14%に設定した場合の、左右方位観察時における視角特性の対称性に関し、解析を行った。 Next, the inventor of the present application analyzes the symmetry of the viewing angle characteristic during left-right orientation observation when the light transmittance when viewed from the front is set to about 14% for the liquid crystal display element according to the second modification. Went.
図9は、左右方位極角50°から観察したときの、光透過率のRe1依存性を示すグラフである。Re2はRe1の値に対応して、図8に示すような値に最適値に設定されている。 FIG. 9 is a graph showing the Re1 dependency of the light transmittance when observed from the left-right azimuth polar angle of 50 °. Re2 is set to an optimum value as shown in FIG. 8 corresponding to the value of Re1.
グラフの横軸は、第1の負の二軸フィルム3aの面内位相差Re1を単位「nm」で表し、縦軸は、極角50°方位から観察したときの光透過率を単位「%」で表す。直線a上の点が、左方位極角50°から観察したときの光透過率を示し、直線b上の点が、右方位極角50°から観察したときの光透過率を示す。
The horizontal axis of the graph represents the in-plane retardation Re1 of the first negative
グラフより、Re1が約22nmのとき、左右の光透過率が等しくなることがわかる。なお、このときのRe2は約42nmであり、Re1<Re2となる。 From the graph, it can be seen that when Re1 is about 22 nm, the right and left light transmittances are equal. At this time, Re2 is about 42 nm, and Re1 <Re2.
本願発明者は、第2の実施例についても同様のシミュレーション解析を行った。その結果、良好な左右対称性が得られるのは、Re1<Re2のときであることがわかった。 The inventor of the present application performed the same simulation analysis for the second embodiment. As a result, it was found that good symmetry was obtained when Re1 <Re2.
図6のグラフ(第1の実施例)と図9のグラフ(第2の変形例)とを比較すると、図6においては、右方位極角50°から観察したときの明表示時光透過率と、左方位極角50°から観察したときのそれが等しくなるとき、当該光透過率は約5.8%であるのに対し、図9においては、約3.5%であり、図6の場合よりも小さい。しかし、第1の実施例も第2の変形例も、ともに表示の視認は可能である。第2の比較例の光透過率が、図3に曲線bで示したようにほぼ0であることから、深い観察角度における表示品位の改善は明らかである。 Comparing the graph of FIG. 6 (first embodiment) and the graph of FIG. 9 (second modified example), in FIG. 6, the light transmittance during bright display when observed from the right azimuth polar angle of 50 ° The light transmittance is about 5.8% when viewed from the left azimuth polar angle of 50 °, whereas it is about 3.5% in FIG. Smaller than the case. However, the display of both the first embodiment and the second modification can be visually confirmed. Since the light transmittance of the second comparative example is almost 0 as shown by the curve b in FIG. 3, the improvement in display quality at a deep observation angle is clear.
なお、本願発明者は、研究の結果、第2の実施例及び変形例による液晶表示素子においては、第1の負の二軸フィルム3aの厚さ方向の位相差Rth1と、第2の負の二軸フィルム3bの厚さ方向の位相差Rth2とを、両者の差ができるだけ大きくなるように設定することが、良好な表示を実現するために望ましいことを見出した。殊に、Rth1>Rth2、かつ、Rth2≦150nmの条件で高品位の表示が実現される。
As a result of research, the inventors of the present application have found that in the liquid crystal display elements according to the second embodiment and the modification, the thickness direction retardation Rth1 of the first negative
図10は、第3の実施例による液晶表示素子を示す概略図である。第3の実施例による液晶表示素子は、上側ガラス基板4と表側偏光板10間に、正の一軸光学異方性を有する光学フィルム(Aプレート6)ではなく、正の二軸光学異方性を有する光学フィルム(Nzファクタが0<Nz<1の範囲にある光学フィルム 正の二軸フィルム7)が配置される点で、第1の実施例による液晶表示素子と異なる。正の二軸フィルム7の代わりに、負の一軸光学異方性を有する光学フィルム(Nz=0である光学フィルム 負のAプレート)を用いてもよい。
FIG. 10 is a schematic view showing a liquid crystal display device according to the third embodiment. The liquid crystal display device according to the third embodiment is not an optical film (A plate 6) having positive uniaxial optical anisotropy between the
正の二軸フィルム7は、(i)ポリカーボネートフィルムを3軸方向へ延伸または収縮等することにより、3次元方位の屈折率を制御する方法、(ii)光弾性係数が負の材料、たとえばポリスチレンを面内の一軸または二軸方向に延伸する方法により実現することができ、これらの方法で製造された正の二軸フィルムが上市されている。
The positive
正の二軸フィルムには、厚さ方向の位相差を0として、どの方位から観察しても、ほぼ正面観察時の面内位相差Reと等しくなる、Nz=0.5条件の二軸フィルムがある。このフィルムは、広視野角円偏光の位相差板としての用途が考えられるが、偏光板のTACベースフィルムの厚さ方向の位相差50nmを打ち消すためには、更に厚さ方向の位相差を−50nmとすることが好ましく、光弾性係数が負の材料を用いた場合には、一軸延伸により得られるNz=0の負のAプレートを使用する方が有効と考えられる。 A positive biaxial film is a biaxial film with Nz = 0.5, which is substantially equal to the in-plane retardation Re during frontal observation, regardless of the orientation when the thickness direction retardation is 0. There is. This film can be used as a phase difference plate for wide viewing angle circularly polarized light. In order to cancel the retardation of 50 nm in the thickness direction of the TAC base film of the polarizing plate, the retardation in the thickness direction is further reduced by − When a material having a negative photoelastic coefficient is used, it is considered more effective to use a negative A plate with Nz = 0 obtained by uniaxial stretching.
出願人は、以下において、正の二軸フィルム及び負のAプレートは、ノルボルネン系COPと同様の波長分散特性をもつと想定してシミュレーション解析を行った。 In the following, the applicant conducted a simulation analysis on the assumption that the positive biaxial film and the negative A plate have the same wavelength dispersion characteristics as the norbornene-based COP.
本願発明者は、第3の実施例について、正の二軸フィルム7のNzを0.5、負の二軸フィルム3の厚さ方向の位相差Rthを300nmとし、負の二軸フィルム3の面内位相差Re3と正の二軸フィルム7の面内位相差Re7の最適値を求める解析を行った。また、正の二軸フィルム7の代わりに、負のAプレート7(Nz=0)を使用した場合についても、同じ条件でRe3とRe7の最適値を求める解析を行った。
The inventor of the present application, regarding the third embodiment, Nz of the positive
Re3、Re7の最適値としては、第1及び第2の実施例の場合と同様に、電圧無印加時において、右方位極角50°から観察したときの光透過率が最も低くなる条件を求めた。 As the optimum values of Re3 and Re7, as in the case of the first and second embodiments, the conditions under which the light transmittance when observed from the right polar angle of 50 ° is lowest when no voltage is applied are obtained. It was.
図11に、負の二軸フィルム3の面内位相差Re3と、正の二軸フィルム7または負のAプレート7の面内位相差Re7の最適な組み合わせを示す。
FIG. 11 shows an optimal combination of the in-plane retardation Re3 of the negative
図の横軸は、負の二軸フィルム3の面内位相差Re3を単位「nm」で表し、縦軸は、正の二軸フィルム7または負のAプレート7の面内位相差Re7を単位「nm」で表す。
The horizontal axis of the figure represents the in-plane retardation Re3 of the negative
符号aを付した点で、正の二軸フィルム7を用いた場合における、Re3とRe7の最適な組み合わせを示す。また、符号bを付した点で、負のAプレート(Nz=0)を用いた場合における、Re3とRe7の最適な組み合わせを示す。
In the point which attached | subjected the code | symbol a, the optimal combination of Re3 and Re7 in the case of using the positive
図より、正の二軸フィルム(Nz=0.5)を用いた場合、負のAプレート(Nz=0)を用いた場合の双方において、Re3とRe7との間には、線形関係があることが認められる。 From the figure, there is a linear relationship between Re3 and Re7 both when using a positive biaxial film (Nz = 0.5) and when using a negative A plate (Nz = 0). It is recognized that
また、同様の解析結果をAプレート(Nz=1)について示した図5をもあわせて参照すると、Nzファクターの値が大きくなるにしたがって、変化の割合(傾き)の絶対値が小さくなることがわかる。 Further, referring to FIG. 5 showing the same analysis result for the A plate (Nz = 1), the absolute value of the rate of change (slope) decreases as the value of the Nz factor increases. Recognize.
図11に結果を示したシミュレーションより、第3の実施例については、0≦Nz<1の範囲で、負の二軸フィルム3の面内位相差Re3は、5nm≦Re3≦50nmの範囲が好ましく、10nm≦Re3≦25nmの範囲がより好ましいことがわかった。また、正の二軸フィルム7または負のAプレート7の面内位相差Re7は、35nm≦Re7≦140nmの範囲が好ましく、50nm≦Re7≦140nmの範囲がより好ましいことがわかった。
From the simulation showing the results in FIG. 11, in the third example, the in-plane retardation Re3 of the negative
更に、負の二軸フィルム3の厚さ方向の位相差Rthは、90nm≦Rth≦350nmの範囲が好ましく、220nm≦Rth≦350nmの範囲がより好ましいことがわかった。
Furthermore, it was found that the thickness direction retardation Rth of the negative
また、液晶層30のリターデーションΔndは、300nm≦Δnd≦1000nmの範囲が好ましく、360nm≦Δnd≦420nmの範囲が一層好ましいことがわかった。
Further, it was found that the retardation Δnd of the
次に本願発明者は、第3の実施例において、正の二軸フィルム7の代わりに負のAプレート(Nz=0)を用いた液晶表示素子について、正面から観察したときの光透過率を約15%に設定した場合の、左右方位観察時における視角特性の対称性に関し解析を行った。
Next, the inventor of the present application shows the light transmittance when the liquid crystal display element using the negative A plate (Nz = 0) instead of the positive
図12は、左右方位極角50°から観察したときの、光透過率のRe3依存性を示すグラフである。Re7はRe3の値に対応して、図11に示すような値に最適値に設定されている。 FIG. 12 is a graph showing the Re3 dependence of the light transmittance when observed from the left-right azimuth polar angle of 50 °. Re7 is set to an optimum value as shown in FIG. 11 corresponding to the value of Re3.
グラフの横軸は、負の二軸フィルム3の面内位相差Re3を単位「nm」で表し、縦軸は、極角50°方位から観察したときの光透過率を単位「%」で表す。直線a上の点が、左方位極角50°から観察したときの光透過率を示し、直線b上の点が、右方位極角50°から観察したときの光透過率を示す。
The horizontal axis of the graph represents the in-plane retardation Re3 of the negative
グラフより、Re3が約22nmのとき、左右の光透過率が等しくなることがわかる。このときのRe7は、図11からわかるように約85nmである。明表示時左右視角特性を対称にするには、Re3<Re7であることが必要であると考えられる。 From the graph, it can be seen that when Re3 is about 22 nm, the right and left light transmittances are equal. Re7 at this time is about 85 nm as can be seen from FIG. In order to make the left-right viewing angle characteristics symmetric during bright display, it is considered necessary to satisfy Re3 <Re7.
図6のグラフ(第1の実施例)、図9のグラフ(第2の変形例)、及び図12のグラフ(第3の実施例)の比較から、上側ガラス基板4と表側偏光板10間に配置する光学フィルムのNzファクターの値が小さくなるにしたがって、左右方位極角50°から観察したときの光透過率が高くなることがわかる。
From the comparison of the graph of FIG. 6 (first example), the graph of FIG. 9 (second modified example), and the graph of FIG. 12 (third example), it is between the
なお、上側ガラス基板4と表側偏光板10間には、図6(第1の実施例)の場合はAプレート(Nz=1)、図9(第2の変形例)の場合は負の二軸フィルム(Nz>1)、そして図12(第3の実施例)の場合は負のAプレート(Nz=0))が配置されている。
In addition, between the upper
第3の実施例による液晶表示素子は、第1、第2の実施例、及び第2の変形例による液晶表示素子よりも、明表示時の左右方位の深い観察角度における光透過率を高い状態に保持することのできる液晶表示素子である。 The liquid crystal display element according to the third embodiment has a higher light transmittance at a deep observation angle in the horizontal direction during bright display than the liquid crystal display elements according to the first, second, and second modifications. It is a liquid crystal display element that can be held in the liquid crystal display.
図13は、第4の実施例による液晶表示素子を示す概略図である。第4の実施例による液晶表示素子は、第1の負の二軸フィルム3aと下側ガラス基板5との間に、負の一軸光学異方性を有する光学フィルムである、Cプレート8が配置されている点において、図7(B)に示す第2の変形例と相違する。
FIG. 13 is a schematic view showing a liquid crystal display device according to the fourth embodiment. In the liquid crystal display element according to the fourth embodiment, a
第4の実施例において、第1の負の二軸フィルム3aの面内位相差Re1は、たとえば15nm、厚さ方向の位相差Rth1は300nm、第2の負の二軸フィルム3bの面内位相差Re2は50nm、厚さ方向の位相差Rth2は150nmである。また、Cプレート8の厚さ方向の位相差は、たとえば300nmである。
In the fourth embodiment, the in-plane retardation Re1 of the first negative
図14は、第4の実施例による液晶表示素子の明表示左右視角特性を、第2の変形例と比較して示すグラフである。 FIG. 14 is a graph showing the bright display left-right viewing angle characteristics of the liquid crystal display element according to the fourth embodiment in comparison with the second modification.
本図には、正面観察時の光透過率を約15%に設定してシミュレートした左右方位視角特性を示した。シミュレーションにおいては、第4の実施例の液晶層のリターデーションを約900nm、第2の変形例のそれを約600nmとした。 This figure shows the left-right azimuth viewing angle characteristics simulated by setting the light transmittance during frontal observation to about 15%. In the simulation, the retardation of the liquid crystal layer of the fourth example was about 900 nm, and that of the second modification was about 600 nm.
グラフの横軸は、左右方位観察角度を単位「°」で表し、縦軸は、光透過率を単位「%」で表す。曲線aが、第4の実施例に関する左右方位視角特性を示し、曲線bが、第2の変形例に関するそれを示す。 The horizontal axis of the graph represents the horizontal direction observation angle in the unit “°”, and the vertical axis represents the light transmittance in the unit “%”. A curve a indicates the left-right azimuth viewing angle characteristic regarding the fourth embodiment, and a curve b indicates that regarding the second modification.
グラフより、第4の実施例、第2の変形例ともに、すべての角度において表示の視認が可能であることがわかる。また、左右方位とも40°を超える角度において、第4の実施例は、第2の変形例より光透過率が高いことが認められる。 From the graph, it can be seen that both the fourth embodiment and the second modification can visually recognize the display at all angles. Further, it is recognized that the light transmittance of the fourth example is higher than that of the second modification at an angle exceeding 40 ° in both the left and right directions.
第1の負の二軸フィルム3aと下側ガラス基板5との間に、Cプレート8を配置することで、液晶層のリターデーションが大きい場合においても、良好な視角特性を実現することができる。
By disposing the
第4の実施例は、第2の変形例の第1の負の二軸フィルム3aと下側ガラス基板5との間に、Cプレート8を加入した構成を有する液晶表示素子であるが、第1〜第3の実施例のいずれの液晶表示素子においても、(第1の)負の二軸フィルム3、3aと下側ガラス基板5との間に、Cプレート8を配置することで、第4の実施例と同様の効果を得ることが可能である。
The fourth embodiment is a liquid crystal display element having a configuration in which a
なお、この場合において、(第1の)負の二軸フィルム3、3a、Cプレート8、及び上側ガラス基板4と表側偏光板10との間に配置される光学フィルム(第1の実施例の場合はAプレート6、第2の実施例の場合は第2の負の二軸フィルム3b、第3の実施例の場合は正の二軸フィルム7または負のAプレート7)の3枚の光学フィルムの厚さ方向のリターデーションの合計は、液晶層のリターデーションの0.5〜1倍程度であることが望ましい。Cプレート8を用いた場合であっても、液晶層のリターデーションが大きすぎるときには、電圧無印加時における視角特性が劣化する傾向が見られるためである。良好な視角特性が得られやすい液晶層のリターデーションは、おおむね1000nm以下である。
In this case, in this case, the (first) negative
また、第4の実施例においては、第1の負の二軸フィルム3aと下側ガラス基板5との間にCプレートを1枚配置したが、複数枚のCプレートを配置してもよい。
In the fourth embodiment, one C plate is disposed between the first negative
図15は、第5の実施例による液晶表示素子を示す概略図である。第5の実施例による液晶表示素子は、第1の負の二軸フィルム3aと下側ガラス基板5との間に、Cプレート8ではなく、第3の負の二軸フィルム3cが配置されている点において、第4の実施例と異なる。
FIG. 15 is a schematic view showing a liquid crystal display device according to the fifth embodiment. In the liquid crystal display device according to the fifth embodiment, the third negative
第5の実施例において、第1の負の二軸フィルム3aの面内位相差Re1は、たとえば10nm、厚さ方向の位相差Rth1は300nm、第2の負の二軸フィルム3bの面内位相差Re2は50nm、厚さ方向の位相差Rth2は150nmである。また、第3の負の二軸フィルム3cの光学特性は、第1の負の二軸フィルム3aの光学特性と等しく、面内位相差Re1は10nm、厚さ方向の位相差Rth1は300nmである。
In the fifth embodiment, the in-plane retardation Re1 of the first negative
図16は、第5の実施例による液晶表示素子の明表示左右視角特性を、第2の変形例と比較して示すグラフである。 FIG. 16 is a graph showing the bright display left-right viewing angle characteristics of the liquid crystal display element according to the fifth embodiment in comparison with the second modification.
本図には、正面観察時の光透過率を約15%に設定してシミュレートした左右方位視角特性を示した。シミュレーションにおいては、第5の実施例の液晶層のリターデーションを約945nm、第2の変形例のそれを約600nmとした。また、第2の変形例における第1の負の二軸フィルム3aの面内位相差Re1を、第5の実施例の第1及び第3の負の二軸フィルム3a、3cの面内位相差Re1、Re3の合計と等しく、20nmに設定した。
This figure shows the left-right azimuth viewing angle characteristics simulated by setting the light transmittance during frontal observation to about 15%. In the simulation, the retardation of the liquid crystal layer of the fifth example was about 945 nm, and that of the second modification was about 600 nm. Further, the in-plane retardation Re1 of the first negative
グラフの横軸は、左右方位観察角度を単位「°」で表し、縦軸は、光透過率を単位「%」で表す。曲線aが、第5の実施例に関する左右方位視角特性を示し、曲線bが、第2の変形例に関するそれを示す。 The horizontal axis of the graph represents the horizontal direction observation angle in the unit “°”, and the vertical axis represents the light transmittance in the unit “%”. A curve a indicates the left-right azimuth viewing angle characteristic relating to the fifth embodiment, and a curve b indicates that relating to the second modification.
グラフより、第5の実施例、第2の変形例ともに、すべての角度において表示の視認が可能であること、及び、第5の実施例は左右方位とも40°を超える角度において、第2の変形例より光透過率が高いことが認められる。 From the graph, both the fifth example and the second modified example can visually recognize the display at all angles, and the fifth example shows that the second and second orientations are at angles exceeding 40 °. It can be seen that the light transmittance is higher than that of the modification.
第1の負の二軸フィルム3aと下側ガラス基板5との間に、第3の負の二軸フィルム3cを配置することで、液晶層のリターデーションが大きい場合においても、良好な視角特性を実現することができる。
By arranging the third negative
なお、図16に曲線aで示される第5の実施例の視角特性は、図14に曲線aで示される第4の実施例の視角特性とほぼ等しい。 Note that the viewing angle characteristic of the fifth embodiment shown by the curve a in FIG. 16 is substantially equal to the viewing angle characteristic of the fourth embodiment shown by the curve a in FIG.
第4の実施例において、第1の負の二軸フィルム3aと下側ガラス基板5との間に、複数枚のCプレートを配置してもよいのと同様、第5の実施例においても、第1の負の二軸フィルム3aと下側ガラス基板5との間に、複数枚の負の二軸フィルムを配置してもよい。
In the fourth embodiment, as in the fifth embodiment, a plurality of C plates may be disposed between the first negative
第5の実施例は、第2の変形例の第1の負の二軸フィルム3aと下側ガラス基板5との間に、第3の負の二軸フィルム3cを加入した構成を有する液晶表示素子であるが、第1〜第3の実施例のいずれの液晶表示素子においても、(第1の)負の二軸フィルム3、3aと下側ガラス基板5との間に、第3の負の二軸フィルム3cを配置することで、第5の実施例と同様の効果を得ることが可能である。
The fifth embodiment is a liquid crystal display having a configuration in which a third negative
なお、良好な視角特性を実現するために、第1の負の二軸フィルム3aと第3の負の二軸フィルム3cの面内位相差の合計を、第1の負の二軸フィルム3aしか配置されない(第3の負の二軸フィルム3cは配置されない)場合の最適値以下に設定することが有効である。
In order to realize good viewing angle characteristics, the sum of the in-plane retardations of the first negative
たとえば、第3の負の二軸フィルム3cの面内位相差Re3を、1nm≦Re3<30nm、厚さ方向の位相差Rth3を、90nm≦Rth3≦350nmとし、第1の負の二軸フィルム3aの面内位相差Re1と、第3の負の二軸フィルム3cの面内位相差Re3の和を、5nm≦Re1+Re3≦50nm、より好ましくは、10nm≦Re1+Re3≦25nmとすることが有効である。
For example, the in-plane retardation Re3 of the third negative
以上、実施例、及び変形例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。 As mentioned above, although this invention was demonstrated along the Example and the modification, this invention is not limited to these. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
液晶表示素子一般に利用可能である。たとえばマルチプレックス駆動液晶表示装置に好適に利用できる。 It can be generally used for liquid crystal display elements. For example, it can be suitably used for a multiplex drive liquid crystal display device.
1 偏光層
2 TACベースフィルム
3 二軸フィルム
3a 第1の二軸フィルム
3b 第2の二軸フィルム
3c 第3の二軸フィルム
4 上側ガラス基板
5 下側ガラス基板
6 Aプレート
7 正の二軸フィルム
8 Cプレート
10 表側偏光板
20 裏側偏光板
30 モノドメイン垂直配向液晶層
ab 偏光層吸収軸
TACsl TACフィルム面内遅相軸
Bsl 二軸フィルム遅相軸
Bsl1 第1の二軸フィルム遅相軸
Bsl2 第2の二軸フィルム遅相軸
Bsl3 負の二軸フィルム3の遅相軸
Bsl6 Aプレート6の遅相軸
Rub ガラス基板上のラビング方位
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記第1及び第2の透明基板間に挟持された、リターデーションが360nm以上1000nm以下の垂直配向する液晶層と、
前記第1の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、負の二軸光学異方性を有する第1の視角補償板であって、厚さ方向に90nm以上350nm以下の位相差と、面内方向に5nm以上50nm以下の位相差をもつ第1の視角補償板と、
前記第2の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、Aプレートである第2の視角補償板であって、面内方向に10nm以上100nm以下の位相差をもつ第2の視角補償板と、
前記第1の視角補償板の前記第1の透明基板とは反対側に配置された第1の偏光板と、
前記第2の視角補償板の前記第2の透明基板とは反対側に、前記第1の偏光板とクロスニコルに配置された第2の偏光板と
を有し、
前記第1の視角補償板の面内遅相軸と、前記第1の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、
前記第2の視角補償板の面内遅相軸と、前記第2の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、
前記第2の視角補償板の面内方向の位相差は、前記第1の視角補償板の面内方向の位相差よりも大きい液晶表示素子。 First and second transparent substrates;
A vertically aligned liquid crystal layer sandwiched between the first and second transparent substrates and having a retardation of 360 nm or more and 1000 nm or less;
A first viewing angle compensation plate having negative biaxial optical anisotropy disposed on a side opposite to the liquid crystal layer of the first transparent substrate, wherein the retardation is 90 nm or more and 350 nm or less in the thickness direction. And a first viewing angle compensator having a phase difference of 5 nm to 50 nm in the in-plane direction,
A second viewing angle compensation plate, which is an A plate, disposed on the opposite side of the second transparent substrate from the liquid crystal layer, and has a second viewing angle having a phase difference of 10 nm to 100 nm in the in-plane direction. A compensation plate;
A first polarizing plate disposed on the opposite side of the first viewing angle compensation plate from the first transparent substrate;
On the opposite side of the second viewing angle compensation plate from the second transparent substrate, the first polarizing plate and a second polarizing plate arranged in crossed Nicols,
The in-plane slow axis of the first viewing angle compensation plate and the absorption axis of the first polarizing plate are arranged to be orthogonal to each other,
The in-plane slow axis of the second viewing angle compensation plate and the absorption axis of the second polarizing plate are arranged to be orthogonal to each other,
A liquid crystal display element in which a phase difference in an in-plane direction of the second viewing angle compensation plate is larger than a phase difference in an in-plane direction of the first viewing angle compensation plate.
前記第2の視角補償板の面内方向の位相差が40nm以上60nm以下である請求項1に記載の液晶表示素子。 A phase difference in an in-plane direction of the first viewing angle compensator is 10 nm or more and 25 nm or less;
The liquid crystal display element according to claim 1, wherein a phase difference in an in-plane direction of the second viewing angle compensation plate is 40 nm or more and 60 nm or less.
前記第1の視角補償板が、厚さ方向に220nm以上350nm以下の位相差をもつ請求項1または2に記載の液晶表示素子。 The retardation of the liquid crystal layer is 360 nm or more and 540 nm or less,
The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the first viewing angle compensation plate has a phase difference of 220 nm or more and 350 nm or less in a thickness direction.
前記第1の視角補償板の面内方向の位相差と、前記第3の視角補償板の面内方向の位相差の和が、5nm以上50nm以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶表示素子。 And a third viewing angle compensation plate having negative biaxial optical anisotropy disposed between the first transparent substrate and the first viewing angle compensation plate, wherein the thickness is 90 nm or more in the thickness direction. A third viewing angle compensator having a phase difference of 350 nm or less and a phase difference of 1 nm or more and less than 30 nm in the in-plane direction;
The sum of the phase difference in the in-plane direction of the first viewing angle compensation plate and the phase difference in the in-plane direction of the third viewing angle compensation plate is 5 nm or more and 50 nm or less. A liquid crystal display element according to 1.
前記第1及び第2の透明基板間に挟持された、リターデーションが360nm以上1000nm以下の垂直配向する液晶層と、
前記第1の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、負の二軸光学異方性を有する第1の視角補償板であって、厚さ方向に90nm以上350nm以下の位相差と、面内方向に5nm以上50nm以下の位相差をもつ第1の視角補償板と、
前記第2の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、負の二軸光学異方性を有する第2の視角補償板であって、厚さ方向に90nm以上150nm以下の位相差と、面内方向に30nm以上65nm以下の位相差をもつ第2の視角補償板と、
前記第1の視角補償板の前記第1の透明基板とは反対側に配置された第1の偏光板と、
前記第2の視角補償板の前記第2の透明基板とは反対側に、前記第1の偏光板とクロスニコルに配置された第2の偏光板と
を有し、
前記第1の視角補償板の面内遅相軸と、前記第1の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、
前記第2の視角補償板の面内遅相軸と、前記第2の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、
前記第2の視角補償板の面内方向の位相差は、前記第1の視角補償板の面内方向の位相差よりも大きく、前記第2の視角補償板の厚さ方向の位相差は、前記第1の視角補償板の厚さ方向の位相差よりも小さい液晶表示素子。 First and second transparent substrates;
A vertically aligned liquid crystal layer sandwiched between the first and second transparent substrates and having a retardation of 360 nm or more and 1000 nm or less;
A first viewing angle compensation plate having negative biaxial optical anisotropy disposed on a side opposite to the liquid crystal layer of the first transparent substrate, wherein the retardation is 90 nm or more and 350 nm or less in the thickness direction. And a first viewing angle compensator having a phase difference of 5 nm to 50 nm in the in-plane direction,
A second viewing angle compensation plate having negative biaxial optical anisotropy disposed on the opposite side of the second transparent substrate from the liquid crystal layer, wherein the retardation is 90 nm or more and 150 nm or less in the thickness direction. A second viewing angle compensator having a phase difference of 30 nm to 65 nm in the in-plane direction;
A first polarizing plate disposed on the opposite side of the first viewing angle compensation plate from the first transparent substrate;
On the opposite side of the second viewing angle compensation plate from the second transparent substrate, the first polarizing plate and a second polarizing plate arranged in crossed Nicols,
The in-plane slow axis of the first viewing angle compensation plate and the absorption axis of the first polarizing plate are arranged to be orthogonal to each other,
The in-plane slow axis of the second viewing angle compensation plate and the absorption axis of the second polarizing plate are arranged to be orthogonal to each other,
The phase difference in the plane direction of the second viewing angle compensating plate, the first much larger than the phase difference in the in-plane direction of the viewing angle compensation plate, retardation in the thickness direction of the second viewing angle compensator the first liquid crystal display element have smaller than the phase difference in the thickness direction of the viewing angle compensation plate.
前記第2の視角補償板の面内方向の位相差が40nm以上60nm以下である請求項7に記載の液晶表示素子。 A phase difference in an in-plane direction of the first viewing angle compensator is 10 nm or more and 25 nm or less;
The liquid crystal display element according to claim 7, wherein a phase difference in an in-plane direction of the second viewing angle compensation plate is 40 nm or more and 60 nm or less.
前記第1の視角補償板が、厚さ方向に220nm以上350nm以下の位相差をもつ請求項7または8に記載の液晶表示素子。 The retardation of the liquid crystal layer is 400 nm or more and 600 nm or less,
The liquid crystal display element according to claim 7, wherein the first viewing angle compensation plate has a phase difference of 220 nm or more and 350 nm or less in the thickness direction.
前記第1の視角補償板の面内方向の位相差と、前記第3の視角補償板の面内方向の位相差の和が、5nm以上50nm以下である請求項7〜9のいずれか1項に記載の液晶表示素子。 And a third viewing angle compensation plate having negative biaxial optical anisotropy disposed between the first transparent substrate and the first viewing angle compensation plate, wherein the thickness is 90 nm or more in the thickness direction. A third viewing angle compensator having a phase difference of 350 nm or less and a phase difference of 1 nm or more and less than 30 nm in the in-plane direction;
The sum of the phase difference in the in-plane direction of the first viewing angle compensation plate and the phase difference in the in-plane direction of the third viewing angle compensation plate is 5 nm or more and 50 nm or less. A liquid crystal display element according to 1.
前記第1及び第2の透明基板間に挟持された、リターデーションが300nm以上1000nm以下の垂直配向する液晶層と、
前記第1の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、負の二軸光学異方性を有する第1の視角補償板であって、厚さ方向に90nm以上350nm以下の位相差と、面内方向に5nm以上50nm以下の位相差をもつ第1の視角補償板と、
前記第2の透明基板の前記液晶層とは反対側に配置された、正の二軸光学異方性を有するか、または負のAプレートである第2の視角補償板であって、面内方向に35nm以上140nm以下の位相差をもつ第2の視角補償板と、
前記第1の視角補償板の前記第1の透明基板とは反対側に配置された第1の偏光板と、
前記第2の視角補償板の前記第2の透明基板とは反対側に、前記第1の偏光板とクロスニコルに配置された第2の偏光板と
を有し、
前記第1の視角補償板の面内遅相軸と、前記第1の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、
前記第2の視角補償板の面内遅相軸と、前記第2の偏光板の吸収軸とは直交するように配置され、
前記第2の視角補償板の面内方向の位相差は、前記第1の視角補償板の面内方向の位相差よりも大きい液晶表示素子。 First and second transparent substrates;
A vertically aligned liquid crystal layer sandwiched between the first and second transparent substrates and having a retardation of 300 nm or more and 1000 nm or less;
A first viewing angle compensation plate having negative biaxial optical anisotropy disposed on a side opposite to the liquid crystal layer of the first transparent substrate, wherein the retardation is 90 nm or more and 350 nm or less in the thickness direction. And a first viewing angle compensator having a phase difference of 5 nm to 50 nm in the in-plane direction,
A second viewing angle compensator arranged on the opposite side of the second transparent substrate from the liquid crystal layer and having a positive biaxial optical anisotropy or a negative A plate, A second viewing angle compensator having a phase difference of not less than 35 nm and not more than 140 nm in the direction;
A first polarizing plate disposed on the opposite side of the first viewing angle compensation plate from the first transparent substrate;
On the opposite side of the second viewing angle compensation plate from the second transparent substrate, the first polarizing plate and a second polarizing plate arranged in crossed Nicols,
The in-plane slow axis of the first viewing angle compensation plate and the absorption axis of the first polarizing plate are arranged to be orthogonal to each other,
The in-plane slow axis of the second viewing angle compensation plate and the absorption axis of the second polarizing plate are arranged to be orthogonal to each other,
A liquid crystal display element in which a phase difference in an in-plane direction of the second viewing angle compensation plate is larger than a phase difference in an in-plane direction of the first viewing angle compensation plate.
前記第2の視角補償板の面内方向の位相差が50nm以上140nm以下である請求項13に記載の液晶表示素子。 A phase difference in an in-plane direction of the first viewing angle compensator is 10 nm or more and 25 nm or less;
The liquid crystal display element according to claim 13, wherein a phase difference in an in-plane direction of the second viewing angle compensation plate is 50 nm or more and 140 nm or less.
前記第1の視角補償板が、厚さ方向に220nm以上350nm以下の位相差をもつ請求項13または14に記載の液晶表示素子。 The retardation of the liquid crystal layer is 360 nm or more and 420 nm or less,
The liquid crystal display element according to claim 13 or 14, wherein the first viewing angle compensation plate has a phase difference of 220 nm or more and 350 nm or less in the thickness direction.
前記第1の視角補償板の面内方向の位相差と、前記第3の視角補償板の面内方向の位相差の和が、5nm以上50nm以下である請求項13〜15のいずれか1項に記載の液晶表示素子。 And a third viewing angle compensation plate having negative biaxial optical anisotropy disposed between the first transparent substrate and the first viewing angle compensation plate, wherein the thickness is 90 nm or more in the thickness direction. A third viewing angle compensator having a phase difference of 350 nm or less and a phase difference of 1 nm or more and less than 30 nm in the in-plane direction;
The sum of the phase difference in the in-plane direction of the first viewing angle compensation plate and the phase difference in the in-plane direction of the third viewing angle compensation plate is 5 nm or more and 50 nm or less. A liquid crystal display element according to 1.
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